Yksityiskohtainen kuvaus titaanianodista
1. Mikä on titaanianodi?
Titaanianodi on titaani-pohjaisen metallioksidipäällysteen anodi. Pinnan erilaisten katalyyttisten pinnoitteiden mukaan sillä on hapen ja kloorin evoluution tehtävä. Yleensä elektrodimateriaaleilla tulisi olla hyvä sähkönjohtavuus, pieni muutos pylvään korkeudessa, vahva korroosionkestävyys, hyvä mekaaninen lujuus ja prosessointikyky, pitkä käyttöikä, alhaiset kustannukset ja hyvä elektrokatalyyttinen suorituskyky elektrodireaktioissa. Titaani on tällä hetkellä tyydyttävin. Kattavien vaatimusten edellyttämä metalli, yleensä teollisuuspuhdasta titaania TA1 \ TA2.
Metallioksidipäällysteen rooli titaanianodissa on: matala resistiivisyys, hyvä johtavuus (titaanin johtokyky ei ole hyvä), jalometallipinnoitteen vakaa kemiallinen koostumus, vakaa kiderakenne, vakaa elektrodikoko ja korroosionkestävyys Hyvä , pitkä käyttöikä, hyvällä elektrokatalyyttisellä suorituskyvyllä, mikä on hyödyllistä vähentää hapen ja kloorin evoluution reaktioiden ylipotentiaalia ja säästää sähköenergiaa.
2. Metallurgisen teollisuuden anodit on jaettu liukoisiin anodeihin ja liukenemattomiin anodeihin.
Liukoisella anodilla on rooli metallionien täydentämisessä ja johtumisessa elektrolyysiprosessin aikana, kun taas liukenematon anodi on vain johtamisen rooli. Aikaisimmat liukenemattomat anodit olivat grafiitti- ja lyijyanodit. Titaanianodeja alettiin käyttää elektrolyysi- ja galvanointiteollisuudessa uutena tekniikkana 1970-luvulla. Tällä hetkellä liukenemattomat anodit voidaan jakaa kahteen luokkaan: kloorin evoluution anodit ja hapen evoluution anodit. Kloorin evoluutioanodia käytetään pääasiassa kloridi-elektrolyyttijärjestelmässä. Kloorikaasu vapautuu anodista galvanointiprosessin aikana, joten sitä kutsutaan kloorin evoluutioanodiksi; Hapen evoluutioanodia käytetään pääasiassa elektrolyyttijärjestelmissä, kuten sulfaatti, nitraatti ja hydrosyanaatti. Happi vapautuu anodista prosessin aikana, joten sitä kutsutaan hapen evoluution anodiksi. Lyijyaseosanodi hapen evoluutioanodi, titaanianodilla on hapen evoluution, kloorin evoluution tai molempien tehtävä pinnan erilaisten katalyyttisten pinnoitteiden mukaan.
3. Lyijy ja lyijyseosanodit
Lyijyseosanodi on hapen evoluutioanodi. Hapen evoluutioreaktion elektrolyytti on rikkihappo ja sulfaatti, jota käytetään pääasiassa elektrolyyttiseen metallurgiaan. Tällaisella anodilla on vika, että geometrinen koko muuttuu elektrolyysin aikana. Elektrolyysimenetelmässä lyijyanodimatriisi muutetaan ensin lyijysulfaatiksi ja sitten lyijyoksidiksi. Lyijysulfaatti on välikerros. Se on eristin ja toimii kemiallisena esteenä. Se voi suojata sisäistä lyijymatriisia rikkihappoympäristössä. Lyijyoksidi on elektrodi todellisessa mielessä ulkokerroksessa. Hapen evoluutioreaktio tapahtuu lyijyoksidilla. Lyijyoksidin hapen evoluutiopotentiaali on erittäin korkea, ja se nousee nopeasti virtatiheyden kasvaessa. Tämä lyijyseosanodin ominaisuus on, että sen ulkokerros hapetetaan. Lyijy-lyijyoksidin luontaiset ominaisuudet määrittää heikko sähkönjohdin. Lisäksi elektrolyysiprosessin aikana lyijy-oksidianodirakenteen sähkökemiallinen suorituskyky heikkenee jatkuvasti, ja sisäisen jännityksen muodostuminen aiheuttaa oksidikerroksen putoamisen. Lisäksi lyijyperoksidin muodostuminen aiheuttaa oksidin liukenemisen edelleen, koska rikkihapon välikerros lyijy muuttuu jälleen lyijyoksidiksi, josta tulee uusi ulomman kerroksen oksidiaktatalyyttinen aktiivinen materiaali, ja sisempi lyijymatriisi hapetetaan jälleen uuden lyijysulfaatin välikerroksen muodostamiseksi.
4. Titaanianodi
Titaanianodeilla ei ole mekaanisen mitan vaimennuksen haittapuolia verrattuna grafiittianodeihin ja lyijyseosanodeihin, joten niitä kutsutaan myös mittastabiilisuusanodeiksi. Titaanianodeilla on seuraavat edut: vakaat geometriset mitat; geometristen muotojen monimuotoisuus; erinomainen sähkökemiallisten ja kemiallisten ominaisuuksien vakaus; erinomainen elektrokatalyyttinen aktiivisuus; pieni anodipotentiaali ja epäherkkä piiritiheyden muutoksille; energiansäästö ja pitkäaikainen elektrolyysi Nesteen käyttöikä; huoltovapaa; pitkä käyttöikä (erittäin tärkeä); korkealaatuiset katodituotteet (ei ollenkaan tai hyvin vähän epäpuhtauksia, tasainen mikrorakenne, kuten elektrolyyttinen kupari, sinkki, nikkeli). Titaanianodi on kaksikerroksinen komposiittirakenne, joka koostuu metallialustasta ja substraatin pinnoitteesta. Titaanisubstraatti toimii johtimena, ja päällyste toimii sähkökemiallisena katalysaattorina hapen evoluutio / kloorin evoluutio reaktiossa. Tämän päällysteen happi / kloori-evoluutiopotentiaali on pieni, ja hapen / kloorin evoluutiopotentiaali tuskin muuttuu nykyisen tiheyden mukaan. Titaanipohjainen johdin on kestävä materiaali, jolla on pitkä pinnoitusikä. Sitä voidaan käyttää melkein täysin puhtaiden katodituotteiden hankkimiseen ilman saastumista ja energiansäästöä.